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详解电源芯片选择DC/DC还是LDO

  详解DCDC和LDO的区别:


  LDO:LOWDROPOUTVOLTAGELDO(是lowdropoutvoltageregulator的缩写,整流器)


  低压差线性稳压器,故名思意,为线性的稳压器,仅能使用在降压应用中。也就是输出电压必需小于输入电压。


  优点:稳定性好,负载响应快。输出纹波小。


  缺点:效率低,输入输出的电压差不能太大。负载不能太大,目前最大的LDO为5A(但要保证5A的输出还有很多的限制条件)


  DC/DC:直流电压转直流电压。严格来讲,LDO也是DC/DC的一种,但目前DC/DC多指开关电源。


  具有很多种拓朴结构,如BUCK,BOOST,等。


  优点:效率高,输入电压范围较宽。


  缺点:负载响应比LDO差,输出纹波比LDO大。


  所以这个主要取决于你的应用场合。如果是在压降比较大的情况下,选择DC/DC,肯定会效率更高,因为LDO会因为压降大而自身损耗很大部分效率;如果压降比较小,那就选择LDO,噪声低,电源干净,而且外围电路简单,成本低。


  LDO为低压差线性稳压器,是相对于传统的线性稳压器来说的。传统的线性稳压器,如78xx系列的芯片都要求输入电压要比输出电压高出2v——3V以上,否则就不能正常工作。但是在一些情况下,这样的条件显然是太苛刻了,如5v转3.3v,输入与输出的压差只有1.7v,显然是不满足条件的。针对这种情况,才有了LDO类的电源转换芯片。


  LDO线性降压芯片:原理相当于一个电阻分压来实现降压,能量损耗大,降下的电压转化成了热量,降压的压差和负载电流越大,芯片发热越明显。这类芯片的封装比较大,便于散热。



  低压差线性稳压器基本电路


  DC/DC降压芯片:在降压过程中能量损耗比较小,芯片发热不明显。芯片封装比较小,能实现PWM数字控制。


  DC/DC升压原理


  DCDC的意思是直流变(到)直流(不同直流电源值的转换),只要符合这个定义都可以叫DCDC转换器,包括LDO。但是一般的说法是把直流变(到)直流由开关方式实现的器件叫DCDC。


  LDO是低压降的意思,这有一段说明:低压降(LDO)线性稳压器的成本低,噪音低,静态电流小,这些是它的突出优点。它需要的外接元件也很少,通常只需要一两个旁路电容。新的LDO线性稳压器可达到以下指标:输出噪声30μV,PSRR为60dB,静态电流6μA,电压降只有100mV。LDO线性稳压器的性能之所以能够达到这个水平,主要原因在于其中的调整管是用P沟道MOSFET,而普通的线性稳压器是使用PNP晶体管。P沟道MOSFET是电压驱动的,不需要电流,所以大大降低了器件本身消耗的电流;另一方面,采用PNP晶体管的电路中,为了防止PNP晶体管进入饱和状态而降低输出能力,输入和输出之间的电压降不可以太低;而P沟道MOSFET上的电压降大致等于输出电流与导通电阻的乘积。由於MOSFET的导通电阻很小,因而它上面的电压降非常低。


  如果输入电压和输出电压很接近,最好是选用LDO稳压器,可达到很高的效率。所以,在把锂离子电池电压转换为3V输出电压的应用中大多选用LDO稳压器。虽说电池的能量最後有百分之十是没有使用,LDO稳压器仍然能够保证电池的工作时间较长,同时噪音较低。


  如果输入电压和输出电压不是很接近,就要考虑用开关型的DCDC了,应为从上面的原理可以知道,LDO的输入电流基本上是等于输出电流的,如果压降太大,耗在LDO上能量太大,效率不高。


  DC-DC转换器包括升压、降压、升/降压和反相等电路。DC-DC转换器的优点是效率高、可以输出大电流、静态电流小。随著集成度的提高,许多新型DC-DC转换器仅需要几只外接电感器和滤波电容器。但是,这类电源控制器的输出脉动和开关噪音较大、成本相对较高。


  总的来说,升压是一定要选DCDC的,降压,是选择DCDC还是LDO,要在成本,效率,噪声和性能上比较。


  LDO体积小,干扰较小,当输入与输出电压差较大的化,转换效率低。


  DC-DC好处就是转换效率高,可以大电流,但输出干扰较大,体积也相对较大。


  LDO一般是指线性的稳压器--LowDropOut,而DC/DC则是线性式和开关式稳压器的总称.


  如果你的输出电流不是很大(如3A以内),而且输入输出压差也不大(如3.3V转2.5V等)就可以使用LDO的稳压器(优点是输出电压的ripple很小).否则最好用开关式的稳压器,如果是升压,也只能用开关式稳压器(如果ripple控制不好,容易影响系统工作).


  LDO的选择


  当所设计的电路对分路电源有以下要求:


  1、高的噪音和纹波抑制;


  2、占用PCB板面积小,如手机等手持电子产品;


  3、电路电源不允许使用电感器,如手机;


  4、电源需要具有瞬时校准和输出状态自检功能;


  5、要求稳压器低压降,自身功耗低;


  6、要求线路成本低和方案简单;


  此时,选用LDO是最恰当的选择,同时满足产品设计的各种要求。

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